Nel 2010, POSCO della Corea del Sud, Daewoo Shipbuilding e le cinque principali società di classificazione del mondo hanno avviato il progetto di "sviluppo congiunto di acciaio ad alto contenuto di manganese e materiali di saldatura per temperature ultrabasse" e hanno raggiunto la produzione in serie di acciaio ad alto tenore di manganese per serbatoi di stoccaggio di GNL in 2015. Entro giugno 2022, per superare il collo di bottiglia tecnico, Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) e POSCO della Corea del Sud organizzeranno per primi al mondo l'installazione di serbatoi di stoccaggio di carburante GNL in acciaio ad alto tenore di manganese su navi porta greggio molto grandi alimentate a GNL (VLCCs) Ceremony, e ha affermato di aver sviluppato la tecnologia di produzione di serbatoi di carburante dal pretrattamento dell'acciaio alla saldatura e alla formatura.
1. Cos'è l'acciaio ad alto contenuto di manganese?
L'acciaio ad alto contenuto di manganese per serbatoi di stoccaggio di GNL è un acciaio legato con un contenuto di manganese compreso tra il 22 e il 25%, che ha una buona resistenza alle basse temperature e un'elevata resistenza all'usura, che è più evidente rispetto ai tradizionali materiali per serbatoi di stoccaggio di GNL È il nuovo tesoro del serbatoio di stoccaggio di GNL materiali che la Corea del Sud ha dedicato alla ricerca e allo sviluppo per più di dieci anni.
2.Breve analisi dei tipi di acciaio e dei loro vantaggi e svantaggi per i serbatoi di stoccaggio di GNL I nostri materiali di consumo per saldatura corrispondenti possono soddisfare questi severi requisiti: Poiché i grandi serbatoi di stoccaggio del carburante GNL sono l'attrezzatura principale delle navi alimentate a carburante rispettose dell'ambiente e dell'intera catena industriale del GNL, gli standard tecnici sono estremamente severi e il costo è elevato.Il GNL viene solitamente immagazzinato e trasportato in un ambiente a temperatura estremamente bassa di -163°C.Il "Codice internazionale per la costruzione e l'equipaggiamento delle navi che trasportano gas liquefatti alla rinfusa" è denominato "Codice IGC".I quattro materiali a bassa temperatura che possono essere utilizzati per la costruzione di GNL includono: acciaio legato in alluminio, acciaio inossidabile Austria Tensitic, acciaio legato Fe-Ni austenitico (noto anche come acciaio Invar) e acciaio al 9% Ni (vedere la Tabella 1 per i dettagli), mentre l'acciaio al 9% Ni è il più comunemente usato e ampiamente utilizzato per i serbatoi di stoccaggio del carburante GNL.Ma gli svantaggi sono che il prezzo è ancora alto, le procedure di lavorazione sono ingombranti, la resistenza è relativamente bassa e il contenuto di nichel nel prodotto è elevato.Negli ultimi anni, il prezzo del nichel ha continuato a salire e il costo del prodotto è aumentato in modo significativo.
4 materiali criogenici che possono essere utilizzati nella costruzione di GNL secondo il "Codice IGC"
| Temperatura minima di progetto | Principali tipologie di acciaio e trattamenti termici | Temperatura della prova di impatto |
| -165℃ | 9% Ni acciaio NNT o QT | -196℃ |
| acciaio inossidabile austenitico – 304, 304L, 316/316L, 321 e 347 trattato con soluzione | -196℃ | |
| Lega di alluminio - 5083 ricotto | NO | |
| lega austenitica ferro-nichel (36%Ni) |
Confronto della forza tra i materiali GNL comunemente usati e il nuovo acciaio ad alto contenuto di manganese
| Articolo | Comunemente in lega | acciaio ad alto contenuto di manganese | ||||
| Acciaio 9% Ni | 304 SS | Alluminio 5083-O | Acciaio Invar | MC | ||
| Materiali di base | Composizione chimica | Fe-9Ni | Fe-18,5Cr-9,25Ni | Al-4,5 mg | Fe-36Ni | M CH mn |
| Microstruttura | α1（+Y） | g（FCC） | FCC | FCC | FCC | |
| Forza di snervamentoMPa | ≥585 | ≥205 | 124-200 | 230-350 | ≥400 | |
| Resistenza alla trazione MPa | 690-825 | ≥515 | 276-352 | 400-500 | 800-970 | |
| -196℃ImpattoJ | ≥41 | ≥41 | NO | NO | ≥41 | |
| Saldature | materiali di consumo per saldatura | Inconale | Tipo308 | ER5356 | - | FCA,SA,GTA |
| Forza di snervamentoMPa | - | - | - | - | ≥400 | |
| Resistenza alla trazioneMPa | ≥690 | ≥550 | - | - | ≥660 | |
| -196℃ImpattoJ | ≥27 | ≥27 | - | - | 27 | |
L'acciaio ad alto contenuto di manganese a temperatura ultra bassa, che combina elevata resistenza, elevata tenacità e basso costo, ha una prospettiva di applicazione molto ampia nel futuro serbatoio di stoccaggio del carburante GNL e protezione ambientale mercati dei serbatoi di stoccaggio del carburante alternativi come ammoniaca liquida, idrogeno liquido, e metanolo.
Requisiti di composizione e prestazioni dell'acciaio ad alto contenuto di manganese
Composizione chimica (bozza ASTM)
|
| C | Mn | p | s | Cr | Cu |
| % | 0,35-0,55 | 22,5-25,5 | ＜0.03 | ＜0.01 | 3.0-4.0 | 0,3-0,7 |
Comportamento meccanico
● Struttura cristallina: reticolo cubico a facce centrate (γ-Fe)
● Temperatura consentita＞-196℃
● Resistenza allo snervamento＞400MPa (58ksi)
● Resistenza alla trazione: 800~970MPa (116-141ksi)
● Test di impatto con intaglio a V Charpy >41J a -196℃(-320℉)
Introduzione dei materiali di consumo per saldatura abbinati ad alto contenuto di acciaio al manganese della nostra azienda
Negli ultimi anni, ci siamo dedicati alla ricerca e allo sviluppo di materiali di consumo per saldatura corrispondenti in acciaio ad alto contenuto di manganese per serbatoi di stoccaggio di GNL e abbiamo sviluppato con successo materiali di consumo per saldatura in grado di eguagliare le proprietà dei materiali di base in acciaio ad alto contenuto di manganese per serbatoi di stoccaggio di GNL.Le proprietà specifiche sono mostrate nella Tabella 2.
Proprietà meccaniche dell'acciaio ad alto contenuto di manganese che corrisponde ai materiali di consumo per saldatura depositati in metallo
| Nome | Posizione | proprietà meccaniche | ||||
| YP | TS | EL | -196℃impatto | esami radiografici | ||
| Obiettivi di progettazione | ≥400 | ≥660 | ≥25 | ≥41 | I | |
| GER-HMA Ø3,2 mm | Elettrodo manuale | 488 | 686 | 46.0 | 73.3 | I |
| GCR-HMA-S Ø3,2 mm | Filo animato in metallo | 486 | 700 | 44.5 | 62,0 | I |
Il filo per saldatura ad arco sommerso con anima in polvere Ps.Metal per acciaio ad alto contenuto di manganese adotta il flusso corrispondente GXR-200 per acciaio ad alto contenuto di manganese
Saldabilità e visualizzazione del campione di consumabili di saldatura in acciaio ad alto contenuto di manganese per serbatoi di stoccaggio di GNL
La saldabilità dei materiali di consumo per saldatura per acciaio ad alto contenuto di manganese è mostrata di seguito
Saldatura d'angolo piatto ad elettrodo (GER-HMA) dopo la rimozione della scoria
Saldatura ad angolo di elevazione dell'elettrodo (GER-HMA) dopo la rimozione della scoria
Bacchetta di saldatura (GER-HMA) prima e dopo la rimozione delle scorie di saldatura d'angolo
Display di saldatura ad arco sommerso con anima in polvere metallica (GCR-HMA-S).
I campioni di giunti di saldatura con bacchetta di saldatura in acciaio ad alto contenuto di manganese sono mostrati come segue
Visualizzazione del campione di trazione della saldatura piatta (1G).
Visualizzazione del campione di trazione della saldatura verticale (3G).
Visualizzazione del campione di piegatura della saldatura piatta (1G).
Visualizzazione del campione di piegatura della saldatura piatta (1G).
PS. L'acciaio ad alto contenuto di manganese è saldato con bacchette per saldatura 1G e 3G, nessuna crepa nei campioni di piegatura frontale e piegatura posteriore e la resistenza alla rottura è buona
Tempo di pubblicazione: 22-nov-2022